Mengapa paduan aluminium dianodisasi, dan apa yang terjadi selama prosesnya? Anodisasi tidak hanya meningkatkan ketahanan korosi dan daya tarik estetika aluminium, tetapi juga meningkatkan kekerasan permukaannya. Artikel ini akan memandu Anda melalui ilmu pengetahuan di balik anodisasi paduan aluminium, berbagai metode perawatan permukaan yang terlibat, dan bagaimana dampaknya terhadap daya tahan dan penampilan produk akhir. Selami untuk menemukan teknik yang tepat dan manfaat dari proses industri yang penting ini.
Kepadatan rendah; plastisitas yang baik; mudah diperkuat; konduktivitas yang baik; tahan korosi; dapat didaur ulang; dapat dilas; perawatan permukaan yang mudah.
1) Sifat korosi:
(1) Korosi Asam: Aluminium menunjukkan perilaku korosi yang berbeda dalam berbagai asam. Secara umum, film pasivasi terbentuk dalam mengoksidasi asam pekat, yang memiliki ketahanan korosi yang sangat baik, sedangkan dalam asam encer, ada fenomena korosi "pitting". Korosi lokal;
(2) Korosi Alkali: Dalam larutan alkali, alkali bereaksi dengan aluminium oksida membentuk natrium aluminat dan air, yang selanjutnya bereaksi dengan aluminium membentuk natrium aluminat dan hidrogen. Korosi umum;
(3) Korosi Netral: Dalam larutan garam netral, aluminium dapat bersifat pasif atau terkorosi karena pengaruh kation atau anion tertentu. Korosi sumuran.
2) Bentuk-bentuk korosi:
Korosi sumuran, korosi galvanik, korosi celah, korosi intergranularkorosi filiform, dan korosi pengelupasan kulit, dll.
Korosi sumuran: Bentuk korosi yang paling umum, yang derajatnya terkait dengan media dan paduannya.
Korosi Galvanik: Korosi kontak, korosi logam yang berbeda (bimetalik). Dalam larutan elektrolit, ketika dua logam atau paduan bersentuhan (menghantar), korosi pada logam yang lebih negatif akan dipercepat, sedangkan logam yang lebih positif terlindungi dari korosi.
Korosi Celah: Terjadi apabila dua permukaan bersentuhan satu sama lain, membentuk celah. Sel konsentrasi oksigen terbentuk karena pembubaran oksigen di area ini, yang menyebabkan korosi di dalam celah.
Korosi Intergranular: Terkait dengan perlakuan panas yang tidak tepat, elemen paduan atau senyawa intermetalik mengendap di sepanjang batas butir, yang bertindak sebagai anoda relatif terhadap butir, membentuk sel korosi.
Korosi Filiform: Suatu jenis korosi lapisan bawah yang berkembang seperti cacing di bawah lapisan film. Film ini dapat berupa film cat, atau pelapis lainnya, dan umumnya tidak terjadi di bawah film oksida anodik. Korosi filiform terkait dengan komposisi paduan, perlakuan awal sebelum pelapisan, dan faktor lingkungan, termasuk kelembapan, suhu, dan klorida.
Korosi Pengelupasan: Juga dikenal sebagai korosi pengelupasan.
Perlakuan awal mekanis permukaan (pemolesan mekanis atau pengamplasan, dll.), perlakuan awal kimiawi atau perawatan kimiawi (konversi kimiawi atau pelapisan kimiawi, dll.), perawatan elektrokimiawi (anodisasi atau pelapisan listrik, dll.), dan perawatan fisik (penyemprotan, vitrifikasi email, dan teknik modifikasi permukaan fisik lainnya), dll.
Vitrifikasi Enamel: Melelehkan campuran zat anorganik menjadi bahan seperti kaca dengan titik leleh yang berbeda.
Ketahanan korosi; kekerasan dan ketahanan aus; dekoratif; adhesi lapisan organik dan lapisan dilapisi; isolasi listrik; transparansi; fungsionalitas.
(1) Untuk meningkatkan kondisi penampilan yang baik dan kualitas finishing permukaan.
(2) Untuk meningkatkan kualitas produk.
(3) Untuk mengurangi dampak pengelasan.
(4) Untuk menciptakan efek dekoratif.
(5) Untuk mendapatkan permukaan yang bersih.
(1) Pemilihan jenis dan perincian abrasif:
Hal ini didasarkan pada kekerasan material benda kerja, kondisi permukaan, dan persyaratan kualitas; semakin keras atau kasar permukaannya, semakin keras dan kasar pula bahan abrasif yang digunakan.
(2) Pemolesan harus dilakukan dalam beberapa langkah, dan tekanan benda kerja ke arah roda gerinda harus moderat.
(3) Roda gerinda baru harus dikikis terlebih dahulu untuk mencapai keseimbangan sebelum bahan abrasif ditempelkan.
(4) Bahan abrasif harus diganti secara teratur.
(5) Bahan paduan harus dipilih sesuai dengan kebutuhan yang berbeda.
(6) Kecepatan roda gerinda yang sesuai harus dipilih, umumnya dikontrol pada 10 ~ 14m/s.
(7) Efek pemolesan tergantung pada faktor-faktor seperti abrasif, kekakuan roda gerinda, kecepatan putaran roda, tekanan kontak antara benda kerja dan roda gerinda, pengalaman praktis, dan teknik yang terampil.
Grinding: Pengoperasian setelah roda kain diikat dengan bahan abrasif. Tujuan: Untuk hapus gerindagoresan, bintik korosi, mata pasir, pori-pori, dan cacat lain yang terlihat pada permukaan benda kerja.
Memoles: Pengoperasian setelah mengoleskan pasta pemoles pada roda kain lembut atau roda flanel.
Masalah umum: Tanda "hangus".
Penyebabnya:
(1) Pemilihan batu gerinda, bahan abrasif, dan bahan pemoles yang tidak tepat;
(2) Kekuatan yang tidak tepat yang digunakan dalam pemolesan;
(3) Waktu penggilingan yang terlalu lama;
(4) Terlalu panas selama penggerindaan.
Tindakan:
(1) Etsa alkali ringan dalam larutan alkali encer;
(2) Etsa asam ringan: seperti larutan asam kromat-asam sulfat, atau larutan asam sulfat 10% yang digunakan setelah pemanasan;
(3) 3wt% Na2CO3 dan 2wt% Na3PO4, solusinya diolah pada suhu 40 ~ 50 ℃ selama 5 menit, kasus yang parah dapat diperpanjang hingga 10 ~ 15 menit.
Setelah perawatan pembersihan dan pengeringan di atas, pemolesan ulang segera harus dilakukan dengan menggunakan roda pemoles presisi atau pemolesan cermin roda.
Pencegahan:
Gunakan roda gerinda dan roda pemoles yang sesuai; gunakan bahan pemoles yang sesuai; waktu penggerindaan antara benda kerja dan roda pemoles harus dikontrol dengan benar.
1) Metode degreasing:
Penghilang lemak asam, penghilang lemak basa, dan penghilang lemak pelarut organik. Tujuan: Untuk menghilangkan minyak, lemak, debu, dan kontaminan lainnya dari permukaan aluminium untuk memungkinkan pencucian alkali yang lebih seragam, sehingga meningkatkan kualitas film oksidasi anodik.
2) Prinsip
(1) Prinsip penghilangan lemak dengan asam: Dalam larutan penghilang lemak asam yang berbahan dasar H2SO4, H3PO4, dan HNO3, minyak dan lemak mengalami hidrolisis untuk menghasilkan gliserin dan asam lemak yang lebih tinggi, sehingga mencapai tujuan penghilangan lemak.
(2) Prinsip penghilangan lemak dengan alkali: Alkali bereaksi dengan minyak untuk membentuk sabun yang dapat larut. Reaksi penyabunan ini menghilangkan ikatan antara minyak dan permukaan bahan aluminium, sehingga mencapai tujuan degreasing.
(3) Prinsip penghilangan lemak dalam pelarut organik: Memanfaatkan fakta bahwa minyak mudah larut dalam pelarut organik, baik minyak yang disabunkan maupun yang tidak disabunkan dapat dilarutkan. Metode ini memiliki kemampuan degreasing yang kuat, cepat, dan tidak korosif terhadap aluminium, sehingga mencapai tujuan degreasing.
1) Tujuan: untuk menghilangkan kontaminan permukaan, sepenuhnya menghilangkan lapisan oksida alami pada permukaan aluminium, mengungkapkan dasar logam murni, dan mempersiapkan untuk proses utama berikutnya perawatan permukaan proses.
2) Tiga cacat utama pencucian alkali: penampilan kasar, bintik-bintik, dan goresan.
3) Penampilan
(1) Penampilan yang kasar: masalah umum ketika memproduksi sandblast bahan aluminium dengan pencucian alkali, sering kali disebabkan oleh cacat struktural pada bahan aluminium asli (butiran besar atau endapan senyawa intermetalik yang besar); meningkatkan kualitas struktur internal bahan aluminium asli dapat menyelesaikan masalah pada sumbernya.
Penyebab: A: Ukuran butiran asli batang aluminium untuk ekstrusi besar. B: Suhu pemanasan batang aluminium terlalu tinggi atau kecepatan ekstrusi terlalu cepat. C: Tonase ekstruder yang digunakan terlalu kecil. D: Pendinginan yang tidak mencukupi setelah ekstrusi. E: Kecepatan pencucian alkali terlalu cepat.
Penanggulangan: Gunakan batang aluminium yang diekstrusi dengan ukuran butiran yang memenuhi standar nasional; mengontrol suhu keluar produk yang diekstrusi; memperkuat pendinginan setelah ekstrusi; mengontrol kecepatan pencucian alkali secara wajar, dll.
(2) Bintik: cacat fatal pada perawatan permukaan aluminiummengganggu proses selanjutnya atau dibuang sebagai sampah.
Penyebab:
J: Proporsi aluminium daur ulang yang ditambahkan saat melebur batang casting terlalu tinggi. Al2O3 memiliki titik leleh setinggi 2050°C, tidak meleleh selama peleburan, hanya pecah; erosi selama proses pencucian alkali menyebabkan bintik-bintik korosif seperti kepingan salju. Penanggulangan: Kontrol proporsi aluminium daur ulang dalam film oksidasi anodik, harus kurang dari 10%; pemurnian dan pembuangan terak dari lelehan, lelehan harus didiamkan selama sekitar 25 menit sebelum dituang dan lelehan harus disaring, dll.
B: Kandungan ion klorin di dalam air tinggi. Ketika kualitas material bahan aluminium buruk dan kandungan ion klorin pada air yang digunakan juga tinggi, bintik-bintik korosif akan terlihat selama pencucian alkali atau pencucian air sebelum dan sesudah pencucian alkali. Penanggulangan: Tingkatkan kualitas bahan aluminium asli; gunakan air keran yang memenuhi standar nasional; gunakan asam nitrat atau asam nitrat ditambah asam sulfat untuk membersihkan kerak; menambahkan 1 ~ 5g / L HNO3 ke tangki air nikel juga dapat secara efektif menekan efek korosif ion klorida.
C: Korosi atmosfer. Material aluminium yang ditempatkan di lingkungan atmosfer pantai selama sekitar 3 hari, di samping tungku peleburan atmosfer korosif, cuaca hujan, dll., sering kali memiliki tanda atau bintik korosif di permukaan. Penanggulangan: Mempersingkat waktu siklus bahan aluminium asli menjadi oksidasi anodik; tempatkan bahan aluminium asli dengan oksidasi anodik di lingkungan yang kering dan berventilasi baik; untuk penempatan jangka panjang atau hari hujan, perawatan penutup yang sesuai dapat dilakukan pada bahan aluminium asli, dll.
D: "Titik panas" ekstrusi. Bahan aluminium bersentuhan dengan rol grafit konduktif termal pada meja pelepasan, karena kecepatan pendinginan lokal yang berbeda, fase pengendapan (fase Mg2Si, kisaran suhu 400 ~ 250 ℃) terbentuk pada bahan aluminium, menghadirkan bintik-bintik interval. Penanggulangan: Kontrol kecepatan operasi tabel pelepasan ekstrusi (harus lebih besar dari kecepatan ekstrusi aluminium); gunakan bahan tahan panas lainnya dengan konduktivitas termal yang buruk untuk menggantikan rol grafit; meminjam kekuatan pendinginan angin senapan; dengan cepat mengurangi bahan aluminium outlet ekstrusi hingga di bawah 250 ℃.
(3) Goresan: Cacat goresan pencucian alkali yang disebabkan oleh kondisi dan operasi proses pencucian alkali yang tidak tepat (kecepatan pencucian alkali terlalu cepat dan kecepatan transfer terlalu lambat). Penanggulangan: A: Mempercepat transfer. B: Turunkan suhu rendaman pencucian alkali. C: Kurangi konsentrasi NaOH dalam rendaman. D: Bahan aluminium terlalu padat, harus dikurangi secara tepat.
Tujuan: Untuk menghilangkan debu permukaan, mencegah kontaminasi pada rendaman anodisasi berikutnya, dan meningkatkan kualitas film oksida.
Metode: Penghapusan debu asam nitrat, penghapusan debu asam sulfat,
Perlakuan permukaan pasir fluorida adalah proses korosi asam yang menggunakan ion fluorida untuk menghasilkan korosi titik yang sangat seragam dan berkepadatan tinggi pada permukaan aluminium.
Cacat dan tindakan pencegahan:
(1) Permukaan memiliki noda: Ketika terdapat terlalu banyak endapan di dalam tangki dan konsentrasi ion fluorida rendah, maka kekuatan reaksinya menjadi lemah. Endapan mengendap atau bertahan terlalu lama di permukaan, sehingga menghambat korosi normal ion fluorida.
Penanggulangan: Buang endapan yang berlebihan di dalam tangki, kurangi densitas aluminium, tambahkan amonium bifluorida dan aditif dalam jumlah yang sesuai, tingkatkan konsentrasi ion fluorida, dan tingkatkan kekuatan reaksi.
(2) Permukaan tidak mudah diampelas: Cairan tangki terkontaminasi oleh degreasing asam sebelumnya, menyebabkan PH menurun, dan konsentrasi ion fluorida dan aditif tidak mencukupi.
Penanggulangan: Sesuaikan nilai PH dengan amonia atau amonium fluorida, dan tambahkan amonium bifluorida dan zat aditif, dll.
(3) Butiran pasir di permukaan terlalu kasar: Konsentrasi ion fluorida di dalam tangki terlalu tinggi atau bahan tambahannya tidak mencukupi, atau waktu perawatannya terlalu lama.
Penanggulangan: Ambil tindakan yang sesuai untuk mengendalikan.
(4) Kilauan permukaan bervariasi: Kondisi proses tangki tidak dikontrol dengan benar, atau pilihan aditif tidak tepat, atau ada masalah dengan bahan aluminium.
Penanggulangan: Ambil tindakan yang sesuai untuk mengendalikan.
(5) Sebagian area tidak diampelas: Terdapat lapisan oksida komposit di area setempat.
Penanggulangan: Sesuaikan aliran proses, seperti pemolesan, penggosokan, pencucian asam ulang atau pencucian alkali, dll.
1) Pemolesan Kimia: Dengan mengontrol pelarutan selektif pada permukaan aluminium, tonjolan mikroskopis larut lebih cepat daripada ceruk, sehingga menghasilkan permukaan yang mulus dan cerah.
2) Pemolesan Elektrokimiajuga dikenal sebagai pemolesan listrik. Prinsipnya mirip dengan pemolesan kimiawi, yang mengandalkan pelarutan selektif pada bagian permukaan yang menonjol untuk mencapai kehalusan. Perbedaannya adalah penerapan arus eksternal, yang mempersingkat waktu pemrosesan.
3) Poin umum: Keduanya menggunakan mekanisme pemolesan yang sama; Perbedaan: Pemolesan elektrokimia menerapkan arus selama proses berlangsung, sedangkan pemolesan kimiawi menggunakan oksidan kimiawi.
Dibandingkan dengan pemolesan mekanis, pemolesan kimiawi dan elektrokimiawi memiliki keuntungan sebagai berikut:
(1) Peralatan sederhana, parameter proses yang mudah dikontrol, hemat biaya, dan permukaan yang lebih cerah;
(2) Mampu memproses komponen besar atau komponen kecil dalam jumlah besar, serta benda kerja yang berbentuk kompleks;
(3) Permukaan yang lebih bersih, tidak ada sisa debu pemolesan mekanis, dengan ketahanan korosi yang baik;
(4) Reflektifitas cermin pada permukaan yang dipoles secara kimiawi lebih tinggi, tekstur logam lebih baik, dan tidak ada "embun beku" yang terbentuk pada permukaan.
1) Cacat dan Penanggulangan Pemolesan Kimiawi (Mengambil Proses Asam Fosfat-Asam Sulfat-Asam Nitrat sebagai Contoh)
(1) Kecerahan tidak memadai: Dipengaruhi oleh komposisi aluminiumkandungan asam nitrat, dll.
Penanggulangan: Gunakan aluminium dengan kemurnian tinggi, kendalikan konsentrasi asam nitrat, dan pastikan aluminium sudah kering sebelum dipoles.
(2) Endapan putih: Pelarutan aluminium yang berlebihan, yang memerlukan kontrol terhadap kandungannya di dalam bak mandi.
Penanggulangan: Sesuaikan jumlah aluminium terlarut dalam rendaman hingga berada dalam kisaran normal.
(3) Permukaan kasar: Kandungan asam nitrat yang terlalu tinggi, reaksi yang terlalu intens; atau kandungan Cu yang terlalu tinggi.
Penanggulangan: Kontrol ketat terhadap kandungan asam nitrat; meningkatkan kualitas internal bahan, mengurangi jumlah aditif, dll.
(4) Korosi transfer: Terjadi apabila transisi ke proses pembilasan setelah pemolesan kimiawi berjalan lambat.
Penanggulangan: Pindahkan ke air untuk segera dibilas.
(5) Korosi sumuran: Terjadi karena akumulasi gas pada permukaan yang membentuk kantong gas; atau karena kandungan asam nitrat atau Cu yang rendah.
Penanggulangan: Muatkan komponen dengan benar, tingkatkan kemiringan benda kerja, tingkatkan pengadukan untuk memungkinkan keluarnya gas. Bersihkan permukaan secara menyeluruh; mengontrol kandungan asam nitrat, dll.
2) Cacat dan Penanggulangan Pemolesan Elektrokimia (mengambil proses asam fosfat-sulfat-kromat sebagai contoh)
(1) Luka Bakar Listrik: disebabkan oleh area permukaan konduktif yang tidak mencukupi, kontak yang buruk, peningkatan tegangan yang terlalu cepat, atau kepadatan arus yang berlebihan. Penanggulangan: Pastikan kontak yang baik antara benda kerja dan perlengkapan listrik, area kontak yang cukup untuk mengakomodasi arus tinggi, dan hindari kenaikan tegangan yang terlalu cepat.
(2) Bintik Gelap: disebabkan oleh kerapatan arus yang rendah atau distribusi lokal kabel listrik yang tidak merata. Penanggulangan: Hindari kelebihan beban, dan usahakan untuk mencegah zona mati yang tidak dapat dijangkau oleh kabel listrik.
(3) Garis-garis Gas: disebabkan oleh gas yang keluar. Penanggulangan: Posisikan setiap permukaan benda kerja pada suatu sudut selama pemuatan, tempatkan permukaan dekoratif secara vertikal ke arah katoda, dan hindari penumpukan gas.
(4) Adhesi Seperti Kristal Es: dibentuk oleh kandungan aluminium yang tinggi di dalam rendaman atau kandungan asam fosfat yang tinggi, yang menciptakan endapan aluminium fosfat. Penanggulangan: Kurangi jumlah aluminium terlarut dalam rendaman, atau turunkan kandungan asam fosfat.
(1) Jenis penghalang: Juga dikenal sebagai jenis perisai atau film oksida lapisan pemblokiran, berdekatan dengan permukaan logam, padat, tidak berpori, tipis, dengan ketebalan yang ditentukan oleh tegangan oksidasi, tidak melebihi 0,1μm, terutama digunakan untuk kapasitor elektrolitik.
(2) Tipe berpori: Terdiri dari dua lapisan film oksida, lapisan bawah adalah lapisan pemblokiran, dengan struktur lapisan oksida tipis yang padat dan tidak berpori yang identik dengan film penghalang, ketebalannya bergantung pada tegangan; bagian utama adalah struktur lapisan berpori, yang ketebalannya bergantung pada jumlah listrik yang dilewatkan.
(Lapisan pemblokiran: Mengacu pada lapisan oksida dengan sifat film penghalang dan aturan pembentukan yang memisahkan lapisan berpori dari film oksida berpori dari logam aluminium).
Komposisi film oksida anodik berpori: lapisan pemblokiran dan lapisan berpori; struktur dan aturan pembentukan lapisan pemblokiran setara dengan film oksida tipe penghalang; aturan generasi, struktur dan komposisi lapisan berpori sama sekali berbeda dari lapisan pemblokiran.
1) Ketebalan lapisan pemblokiran: Hal ini tergantung pada tegangan oksidasi yang diterapkan secara eksternal dan tidak terkait dengan waktu oksidasi. Laju pembentukan film atau rasio film δb / Va; laju pembentukan film dari film oksida penghalang lebih besar daripada laju pembentukan film dari lapisan pemblokiran film oksida berpori.
Ketebalan lapisan berpori: ketebalan total = lapisan berpori + lapisan pemblokiran; ketebalan total berbanding lurus dengan hasil kali antara kerapatan arus dan waktu oksidasi (yaitu jumlah listrik yang dilewatkan).
2) Komposisi lapisan pemblokiran: oksida amorf padat dan tidak berpori.
Komposisi lapisan berpori: Al2O3 amorf, tetapi tidak murni.
3) Struktur lapisan pemblokiran: struktur lapisan ganda. Lapisan luar: mengandung anion larutan; lapisan dalam: sebagian besar terdiri dari aluminium oksida murni.
Struktur lapisan berpori: lapisan luar: mengandung γ-Al2O3 dan α-AlOOH; lapisan dalam: Al2O3 amorf, infiltrasi air ke dalam lapisan oksida secara bertahap berubah menjadi boehmite α-AlOOH.
Dampak dari parameter dalam asam sulfat aluminium proses anodisasi
(1) Pengaruh konsentrasi asam sulfat:
Hal ini memengaruhi ketebalan lapisan penghalang film oksidasi, konduktivitas elektrolit, efek pelarutan pada film oksidasi, ketahanan korosi film oksidasi, dan kualitas penyegelan pori-pori berikutnya.
Konsentrasi yang tinggi memiliki efek pelarutan yang signifikan pada film oksidasi, menghasilkan lapisan penghalang yang tipis dan penurunan tegangan yang diperlukan untuk mempertahankan kerapatan arus tertentu; sebaliknya, hasil sebaliknya akan menghasilkan film yang tebal dan tegangan yang tinggi.
Konsentrasi asam sulfat yang tinggi memerlukan voltase rendah untuk mempertahankan arus tertentu, tetapi memiliki dampak yang signifikan pada film oksidasi. Apabila konsentrasi dan suhu asam sulfat meningkat, tegangan yang diperlukan akan menurun.
Namun demikian, konsentrasi asam sulfat yang lebih tinggi meningkatkan pengikisan lapisan oksidasi oleh asam. Ketika konsentrasi asam sulfat meningkat, efisiensi menurun: yaitu, lebih banyak listrik yang dikonsumsi untuk mendapatkan lapisan oksidasi dengan ketebalan tertentu. Dengan meningkatnya konsentrasi asam sulfat, ketahanan korosi dan ketahanan aus film menurun.
(2) Pengaruh suhu rendaman:
1) Apabila suhu rendaman meningkat dalam kisaran tertentu, jenis film oksidasi yang diperoleh berkurang, film menjadi lebih lembut tetapi lebih cerah;
2) Ketika suhu rendaman tinggi, diameter pori dan lancip lapisan luar film oksidasi cenderung meningkat, membuat penyegelan menjadi lebih sulit, dan juga rentan terhadap penyegelan "frosting".
3) Film oksidasi yang diperoleh pada suhu rendaman yang lebih tinggi mudah diwarnai, tetapi sulit untuk mempertahankan konsistensi kedalaman warna, dan suhu oksidasi film yang diwarnai secara umum adalah 20 ~ 25 ℃;
4) Film oksidasi yang diperoleh dengan menurunkan suhu rendaman memiliki kekerasan yang tinggi dan ketahanan aus yang baik, tetapi mempertahankan kerapatan arus yang sama selama perawatan memerlukan tegangan yang lebih tinggi, dan film umum menggunakan 18 ~ 22 ℃.
Untuk film yang lebih tebal dari 15μm, apabila suhu rendaman naik, kualitas film dan rasio kehilangan logam menurun secara signifikan, dan kekerasan lapisan luar film menjadi lebih rendah.
Suhu secara signifikan memengaruhi kualitas film oksidasi: suhu di atas 15℃, semuanya menghasilkan film lunak non-kristal. Suhu yang lebih rendah membantu menghasilkan film oksidasi yang pekat. Saat suhu naik, kekerasan film menurun.
Untuk mendapatkan film dengan kekerasan tinggi dan ketahanan aus yang baik, anodisasi suhu rendah harus digunakan. Kecuali untuk paduan 3004, umumnya, paduan memiliki ketahanan korosi terbaik pada suhu 20℃. Ketahanan korosi menurun saat suhu naik dan turun ke titik terendah pada suhu 40℃.
(3) Pengaruh tegangan oksidasi:
Tegangan menentukan ukuran pori-pori dalam film oksidasi: tegangan rendah - ukuran pori-pori kecil, lebih banyak pori-pori - ukuran pori-pori besar, lebih sedikit pori-pori.
(Dalam kisaran tertentu, tegangan tinggi kondusif untuk pembentukan film oksidasi yang padat dan seragam. Di bawah tegangan konstan, densitas arus menurun seiring dengan bertambahnya waktu oksidasi.
Semakin tinggi voltase yang diperlukan untuk mempertahankan arus tertentu, semakin banyak panas yang dilepaskan selama proses oksidasi, yang tidak kondusif bagi stabilitas performa film oksida. Apabila arusnya konstan, semakin rendah suhunya, semakin tinggi tegangannya).
(4) Pengaruh arus oksidasi:
Arus oksidasi secara langsung memengaruhi efisiensi produksi: efisiensi produksi saat ini tinggi.
(Arus tinggi membutuhkan kapasitor kapasitansi yang besar, mengakibatkan fluktuasi yang signifikan pada ketebalan film dan dengan mudah menyebabkan "luka bakar" pada benda kerja. Di bawah arus rendah, waktu oksidasi menjadi lama, yang mengurangi ketahanan korosi dan ketahanan aus film. Arus optimal adalah 1,2 ~ 1,8A/dm2.
Semakin tinggi konsentrasi asam sulfat, semakin baik konduktivitas larutan rendaman, dan semakin besar densitas arusnya di bawah voltase yang sama. Seiring dengan meningkatnya kandungan aluminium, resistansi larutan rendaman meningkat, dan konduktivitasnya menurun).
(5) Pengaruh pengadukan larutan rendaman:
Untuk membuat suhu dan konsentrasi larutan rendaman oksidasi anodik seragam, khususnya apabila menggunakan arus yang lebih besar, sejumlah besar panas dihasilkan pada antarmuka larutan rendaman film, dan pengadukan mengurangi suhu antarmuka.
(6) Pengaruh waktu oksidasi:
Di bawah oksidasi arus konstan, peningkatan ketebalan film oksidasi berbanding lurus dengan waktu dalam periode tertentu. (Berdasarkan konsentrasi elektrolit, suhu larutan rendaman, densitas arus, ketebalan film oksidasi, dan persyaratan performa, dll.)
1) Proses asam sulfat: Biaya produksi rendah; transparansi film yang tinggi; ketahanan korosi dan keausan yang baik; pewarnaan elektrolitik dan kimiawi yang mudah.
2) Proses asam kromat: Ketebalan film oksida rata-rata, dengan permukaan yang kasar; film ini lembut; memiliki ketahanan aus yang lebih rendah daripada film sulfat, tetapi memiliki elastisitas yang baik.
3) Proses asam oksalat: Film oksida memiliki porositas rendah, ketahanan korosi yang lebih baik, ketahanan aus, dan insulasi listrik daripada film asam sulfat, tetapi biayanya lebih tinggi.
4) Proses asam fosfat: Lapisan oksida lebih tipis, dengan pori-pori yang lebih besar.
1) AC: Efisiensi arus rendah; ketahanan korosi yang buruk pada film oksida, kekerasan rendah.
2) DC: Biaya produksi tinggi; transparansi film yang tinggi; ketahanan korosi dan keausan yang baik; pewarnaan elektrolitik dan kimiawi yang mudah.
Terutama memengaruhi ketahanan aus, ketahanan korosi, kecerahan, dan konduktivitas elektrolit film oksida
(1) Ion aluminium:
Konsentrasi 1 ~ 10g/L bermanfaat, tetapi lebih dari 10g/L akan menimbulkan dampak. Arus menurun seiring dengan meningkatnya konsentrasi ion aluminium; pewarnaan menjadi lebih sulit; ketika kandungan aluminium tinggi, garam aluminium yang tidak larut diendapkan pada permukaan benda kerja aluminium, dinding tangki, dan penukar panas, yang mempengaruhi penampilan produk dan efisiensi pertukaran panas.
(2) Kation Fe, MN, Cu, dan Ni, dll:
Fe: Pengotor yang berbahaya, terutama berasal dari asam sulfat dan aluminium. Apabila kandungan Fe melebihi 25 ~ 50μg/g, film oksida mengalami banyak masalah, seperti kecerahan yang menurun, dan film menjadi lunak.
Mn: Efeknya mirip dengan Fe, tetapi tidak begitu signifikan.
Cu dan Ni: Terutama berasal dari aluminium paduan, efeknya serupa, apabila kandungannya melebihi 100μg/g, ketahanan korosi film oksida menurun.
(3) Anion seperti fosfat, nitrat, klorida, dll.:
Fosfat: Disebabkan oleh pencucian yang tidak memadai setelah pemolesan kimiawi; efeknya tidak signifikan bila kandungannya rendah (tingkat ppm). Bahaya utama ketika kandungannya tinggi adalah fosfat teradsorpsi oleh lapisan oksida dan dilepaskan selama penyegelan air, yang akan merusak kualitas penyegelan ketika melebihi 5μg/g.
Nitrat: Terutama berasal dari pencucian yang tidak mencukupi setelah proses sebelumnya dan asam sulfat komersial dalam rendaman. Apabila kandungannya melebihi 30μg/g, ini akan merusak kecerahan, dan terlalu tinggi akan meningkatkan kemampuan melarutkan rendaman, yang tidak kondusif untuk pembentukan film.
Klorida: Terutama berasal dari air yang digunakan, kandungan klorida dalam air keran tinggi. Apabila Cl- dan F- melebihi 50μg/g, lapisan oksida menghasilkan bintik-bintik korosi.
Persiapan film oksida anodik keras tidak memiliki perbedaan mendasar dari anodisasi biasa dari segi prinsip, peralatan, dan proses. Langkah-langkah teknis spesifiknya sedikit berbeda. Perbedaannya terletak pada pengurangan laju pelarutan film oksida selama proses oksidasi.
Film oksida anodik keras memiliki ketebalan yang lebih besar, kekerasan yang lebih tinggi, ketahanan aus yang lebih baik, porositas yang lebih rendah, tegangan tembus dielektrik yang lebih tinggi, tetapi kehalusan permukaannya sedikit lebih buruk.
(Apabila tegangan yang diberikan tinggi, konsentrasi rendah, dan waktu perawatan lama, film akan menjadi tebal, keras, tahan aus, memiliki tegangan tembus dielektrik yang tinggi, porositas rendah, ukuran pori-pori besar, dan kehalusan permukaan yang buruk).
(1) Suhu rendaman rendah: kurang dari 5°C, semakin rendah suhunya, semakin keras filmnya. Suhu rendaman untuk anodisasi asam sulfat biasa adalah sekitar 20°C.
(2) Konsentrasi rendaman rendah: umumnya kurang dari 15% untuk asam sulfat; konsentrasi rendaman untuk anodisasi biasa sekitar 20%.
(3) Penambahan asam organik ke dalam rendaman asam sulfat: asam oksalat, asam tartarat, asam sitrat, dll.
(4) Arus/tegangan tinggi yang diterapkan: 2 ~ 5A/dm2, 25 ~ 100V. Anodisasi biasa menggunakan 1,0 ~ 1,5 A / dm2, di bawah 18V.
(5) Metode operasi peningkatan tegangan secara bertahap: tekanan langkah demi langkah.
(6) Penggunaan catu daya pulsa atau catu daya bentuk gelombang khusus: untuk paduan Cu tinggi atau Si tinggi aluminium cor paduan.
1) Proses pewarnaan elektrolitik garam Sn:
Hal ini terutama melibatkan garam Sn tunggal dan pewarnaan elektrolitik campuran Sn-Ni, dengan SnSO4 sebagai garam pewarna utama. Warna dicapai melalui pengurangan ion Sn2+ dalam mikropori film anodized.
Keuntungan: Garam Sn memiliki ketahanan pengotor yang baik, kemampuan distribusi larutan pewarna elektrolitik yang kuat, dan kontrol industri yang sederhana. Tidak ada kesulitan yang melekat pada pewarnaan garam Sn arus bolak-balik. Kekurangan: Sn2+ memiliki stabilitas yang buruk, dan sulit untuk mengontrol perbedaan warna dan corak.
2) Proses pewarnaan elektrolitik garam Ni:
Mirip dengan proses pewarnaan elektrolit garam Sn, proses ini melibatkan pengendapan Ni untuk pewarnaan. Keuntungan: Pewarnaan garam Ni cepat, dan larutan rendaman memiliki stabilitas yang baik. Kekurangan: Sensitif terhadap kotoran dalam larutan rendaman.
1) Pewarnaan AC.
Keuntungan: Ini mengatasi risiko lapisan oksida terkelupas dalam pewarnaan elektrolit DC. Kekurangan: Pada pewarnaan AC, tegangan anoda memengaruhi kecepatan reaksi pewarnaan katoda, menyebabkan penurunan densitas arus anoda dan densitas arus katoda, sehingga memperlambat kecepatan pewarnaan.
2) Pewarnaan DC.
Keuntungan: Kecepatan pewarnaan yang cepat, tingkat pemanfaatan energi listrik yang tinggi. Kekurangan: Terdapat risiko film oksida terkelupas dalam pewarnaan elektrolit DC.
(1) Film anodized aluminium yang diperoleh dalam larutan asam sulfat tidak berwarna dan berpori;
(2) Film oksida harus memiliki ketebalan tertentu, yang harus lebih dari 7um;
(3) Film oksida harus memiliki porositas dan adsorpsi tertentu;
(4) Lapisan oksida harus lengkap dan seragam, tanpa cacat seperti goresan, mata pasir, atau noda korosi;
(5) Film oksida itu sendiri harus memiliki warna yang sesuai dan tidak ada perbedaan struktur metalografi, seperti ukuran butiran yang tidak rata atau pemisahan yang parah.
(1) Pencelupan organik didasarkan pada teori adsorpsi material, termasuk adsorpsi fisik dan adsorpsi kimia.
Adsorpsi fisik: Molekul atau ion diadsorpsi oleh gaya elektrostatik. Komposisi film oksida adalah aluminium oksida amorf, lapisan penghalang padat di dekat substrat aluminium ada di bagian dalam, dan struktur berpori yang tumbuh ke luar dalam bentuk lonceng ada di bagian atas, menunjukkan kinerja adsorpsi fisik yang sangat baik. Ketika molekul pewarna memasuki pori-pori film, mereka teradsorpsi ke dinding pori.
Adsorpsi kimiawi: Adsorpsi oleh kekuatan kimia. Pada saat ini, molekul zat warna organik bereaksi secara kimiawi dengan aluminium oksida dan berada di dalam pori-pori film akibat ikatan kimiawi.
Jenis adsorpsi ini mencakup hal-hal berikut ini: film oksida membentuk ikatan kovalen dengan gugus sulfonat pada molekul zat warna; film oksida membentuk ikatan hidrogen dengan gugus fenolik pada molekul zat warna; film oksida membentuk kompleks dengan molekul zat warna.
(2) Mekanisme pencelupan anorganik: Selama pencelupan, benda kerja yang teroksidasi, pertama-tama direndam dalam larutan garam anorganik dalam urutan tertentu, dan kemudian secara berturut-turut direndam dalam larutan garam anorganik lainnya, menyebabkan anorganik ini mengalami reaksi kimia dalam pori-pori film untuk membentuk senyawa berwarna yang tidak larut dalam air. Hal ini mengisi pori-pori film oksida dan menutupnya, sehingga memberikan warna pada lapisan film.
Aliran proses: Pra-perawatan - Anodisasi - Pembersihan - Netralisasi amonia atau pemrosesan lainnya - Pembersihan - Pencelupan - Pembersihan - Perlakuan penyegelan - Pengeringan.
Standar:
1) Konsentrasi untuk memudahkan pewarnaan: Warna terang pada umumnya dikontrol pada 0,1 ~ 1 g/L, sedangkan warna gelap memerlukan 2 ~ 5 g/L, dan warna hitam memerlukan lebih dari 10 g/L;
2) Suhu larutan pewarna: Umumnya dikontrol pada 50 ~ 70 ℃;
3) Nilai PH larutan pewarna: Kisaran PH adalah 5 ~ 6;
4) Waktu pencelupan: Biasanya antara 5 ~ 15 menit.
(1) Efek natrium sulfat: Natrium sulfat memperlambat laju pewarnaan, efek ini meningkat dengan bertambahnya gugus sulfur dalam ion zat warna, khususnya pada zat warna kompleks logam.
(2) Pengaruh natrium klorida: Penyebab utama pitting (bintik putih). Pitting ditekan oleh arus katodik.
(3) Pengaruh surfaktan: Surfaktan non-ionik tidak berpengaruh pada pewarnaan, tetapi surfaktan kationik seperti pada MLW hitam akan memperlambat pewarnaan, oleh karena itu surfaktan ionik tidak cocok untuk ditambahkan ke dalam degreaser karena beberapa anion tidak kondusif untuk pewarnaan.
(4) Pengaruh ion aluminium trivalen: Sejumlah kecil Al3+ tidak berpengaruh pada banyak larutan pewarna, kecuali jika mencapai 500~1000ug/g, yang dapat menyebabkan perubahan warna, seperti warna biru berubah menjadi merah, dll.
(5) Pengaruh ion logam berat.
(6) Pengaruh anion.
(7) Pengaruh aksi bakteri pada pewarnaan: Bakteri berkembang biak dalam larutan pewarna, membuat larutan pewarna berjamur. Pada awalnya, gelembung-gelembung kecil muncul pada permukaan larutan pewarna. Apabila larutan pewarna didiamkan tanpa bekerja, sebagian partikel berwarna yang tidak larut akan berkumpul di sekeliling gelembung, menyebabkan pewarnaan yang tidak normal.
Jika terlihat dengan mata telanjang, zat berjamur yang tersuspensi di permukaan harus dihilangkan dan bakterisida yang sesuai, seperti diklorofenol G4, harus ditambahkan pada 0,05 ~ 0,10 g / L, dilarutkan dalam larutan etanol dan ditambahkan ke dalam tangki.
Kadang-kadang perlu membuang larutan pewarna. Pada saat ini, gunakan bakterisida atau larutan asam hipoklorit untuk membersihkan dinding tangki, lalu konfigurasikan ulang.
(8) Pengaruh kotoran yang tidak larut pada pewarnaan: Larutan pewarna kadang-kadang pasti membawa noda minyak, mengotori benda kerja dan menyebabkan pewarnaan berkembang.
Pada saat ini, kertas penyerap minyak harus digunakan untuk menyerap dan menghilangkannya, atau sejumlah kecil surfaktan non-ionik harus ditambahkan untuk membubarkan tetesan minyak supaya tidak berkumpul pada permukaan larutan pewarna.
Umumnya dioperasikan pada suhu kamar, biasanya dalam dua langkah: pertama-tama rendam dalam larutan pertama selama 5~10 menit, kemudian bilas dan rendam dalam larutan kedua selama 5~10 menit untuk mendapatkan warna yang diinginkan.
Standar proses pewarnaan anorganik yang umum.
| Warna | Komponen Solusi: | Konsentrasi/(g/L) | Produksi Garam Berwarna |
| Biru | ① [K4Fe (CN)6.3H2O] ② [FeCl3] atau [Fe2(SO)4)2] | 30~50 40~50 | Ferrous Ferricyanide (Biru Prusia) |
| Hitam | ① [CoAc2] ② [KMnO4] | 50~100 15~25 | Kobalt Oksida |
| Kuning | ① [PbAc2.3H2O] ② [K2Cr2O7] | 100~200 50~100 | Timbal Kromat |
| Putih | ① [PbAc2.3H2O] ② [Na2SO4] | 10~50 10~50 | Timbal Sulfat |
| Coklat | ① [K3Fe (CN)6] ② [CuSO4.5H2O] | 10~50 10~100 | Tembaga Ferrosianida |
| Emas | [NH]4Fe (C2O4)2] (Ph = 4,8 ~ 5,3, 35 ~ 50oC, 2 menit) | 10 (Dangkal) 25 (Dalam) |
1) Warna tidak berlaku.
Solusi:
a) Mengubah pigmen
b) Sesuaikan PH
c) Meningkatkan ketebalan film
d) Pewarna tepat waktu
e) Pilih pigmen yang tepat.
2) Sebagian area tidak berwarna, atau warnanya terang.
Solusi:
a) Memperkuat langkah-langkah perlindungan
b) Meningkatkan konsentrasi pigmen
c) Meningkatkan ketebalan film
d) Jepit benda kerja, sesuaikan posisi
e) Ganti larutan pewarna
f) Meningkatkan pelarutan pigmen.
3) Permukaan tampak putih dan berkabut setelah pewarnaan.
Solusi:
a) Menghilangkan uap air
b) Sesuaikan konsentrasi larutan yang memudar
c) Mempersingkat waktu pemudaran.
4) Warna mekar setelah pewarnaan.
Solusi:
a) Sesuaikan PH dan tingkatkan pembersihan
b) Meningkatkan pelarutan pigmen
c) Turunkan suhu larutan pewarna.
5) Terdapat bintik-bintik setelah pewarnaan.
Solusi:
a) Bilas permukaan sampel dengan air
b) Saring larutan pewarna
c) Tempatkan benda kerja di dalam tangki air setelah oksidasi
d) Meningkatkan perlindungan.
6) Warna mudah memudar setelah pewarnaan.
Solusi:
a) Meningkatkan PH
b) Naikkan suhu rendaman pewarna, perpanjang waktu pencelupan, sesuaikan PH rendaman penyegelan, perpanjang waktu penyegelan.
7) Permukaan yang dicelup dapat dengan mudah terhapus.
Solusi:
a) Mengoksidasi ulang
b) Tingkatkan suhu larutan pewarna
c) Meningkatkan suhu oksidasi.
8) Warnanya terlalu gelap setelah pewarnaan.
Solusi:
a) Encerkan larutan pewarna
b) Turunkan suhu
c) Mempersingkat waktu.
1. Penyegelan
Proses kimia atau fisika yang dilakukan pada film teroksidasi setelah anodisasi aluminium untuk mengurangi porositas dan kapasitas adsorpsinya.
Prinsip utama penyegelan meliputi:
(1) reaksi hidrasi; (2) pengisian anorganik; (3) pengisian organik.
2. Teknik penyegelan termal
Teknik penyegelan termal dilakukan melalui reaksi hidrasi aluminium oksida, mengubah aluminium oksida amorf menjadi aluminium oksida terhidrasi yang dikenal sebagai boehmite, atau Al2O3-H2O (AlOOH).
Inti mekanisme penyegelan termal adalah reaksi hidrasi, yang sering disebut sebagai "penyegelan hidrasi-termal".
3. Peran reaksi hidrasi
Hal ini menyebabkan pemuaian volume 30%, volume yang meningkat mengisi dan menyegel mikropori film teroksidasi, sehingga meningkatkan ketahanan anti polusi dan korosi sekaligus mengurangi konduktivitas (meningkatkan impedansi), dan memperbesar konstanta dielektrik.
4. Pengaruh kotoran dalam air
1) Efisiensi penyegelan secara signifikan bergantung pada kualitas air dan kontrol PH;
2) Pengotor yang umum termasuk SiO2 dan H2SiO3; 3) Penanggulangan: pertukaran ion.
5. Perbandingan parameter penyegelan air mendidih dan parameter penyegelan dingin
1) Suhu penyegelan air mendidih: umumnya di atas 95 derajat. Penyegelan dingin pada suhu kamar.
2) Nilai PH penyegelan air mendidih: kisaran optimal adalah 5,5 ~ 6,5. Kisaran penyegelan dingin juga 5,5 ~ 6,5, dengan kontrol industri terbaik di 6.
3) Waktu penyegelan air mendidih: tergantung pada ketebalan film, ukuran pori-pori, dan persyaratan uji kualitas penyegelan. Penyegelan dingin umumnya ditetapkan 10 ~ 15 menit.
1) Perbedaan penampilan dan warna:
Metode pemeriksaan: Deteksi visual dan instrumen.
Pro dan kontra: Inspeksi visual memang sederhana, tetapi mudah terpengaruh oleh bentuk dan ukuran sampel serta intensitas cahaya. Pendeteksian instrumen mengatasi kekurangan inspeksi visual dan cocok untuk mengukur warna cahaya yang dipantulkan.
2) Ketebalan film oksida:
Metode pengukuran:
a) Metode pengukuran mikroskopis ketebalan penampang: Ketebalan film lebih besar dari 5um, vertikal.
b) Metode pengukuran mikroskop sinar spektral: Ketebalan film lebih besar dari 5um, indeks bias film oksida 1,59 ~ 1,62.
c) Metode kehilangan massa: Ketebalan film kurang dari 5um, metode pelarutan, kerapatan permukaan, kerapatan film oksida (oksidasi cairan asam sulfat) sebelum dan sesudah penyegelan adalah 2,6 dan 2,4 g / cm3.
d) Metode arus eddy: Tidak cocok untuk film tipis.
3) Kualitas penyegelan:
a) Tes sidik jari.
b) Kualitas bintik yang dicelup setelah perlakuan asam, tidak cocok untuk konten dengan Cu lebih tinggi dari 2% dan Si lebih tinggi dari 4%.
c) Percobaan asam fosfokromat.
4) Ketahanan terhadap korosi:
a) Uji korosi semprotan garam.
b) Uji korosi atmosfer lembab SO2.
c) Uji korosi Machu.
d) Uji korosi panas lembab.
e) Menjatuhkan uji korosi alkali.
5) Stabilitas kimiawi:
a) Uji ketahanan asam.
b) Uji ketahanan alkali.
c) Uji ketahanan mortar.
6) Ketahanan terhadap cuaca:
a) Uji eksposur alami.
b) Uji pelapukan yang dipercepat secara artifisial.
7) Kekerasan:
a) Kekerasan lekukan.
b) Kekerasan pensil.
c) Kekerasan mikro.
8) Ketahanan abrasi:
a) Ketahanan abrasi yang terdeteksi oleh penguji sandblasting.
b) Ketahanan abrasi yang terdeteksi oleh penguji keausan roda.
c) Ketahanan abrasi yang terdeteksi oleh penguji pasir jatuh.
9) Adhesi:
a) Percobaan pemotongan kisi-kisi.
b) Percobaan instrumen: Metode gores.
10) Sifat mekanis:
a) Ketahanan terhadap benturan.
b) Resistensi lentur.
c) Kinerja kelelahan.
d) Kekuatan ikatan.
e) Ketahanan terhadap fraktur deformasi.
f) Retak panas resistensi.
11) Isolasi listrik: Metode tegangan rusak.
12) Performa reflektif.
13) Lainnya:
a) Kinerja polimerisasi lapisan.
b) Tahan terhadap air mendidih.
c) Kemampuan mesin.
Komposisi paduan, ketebalan film, kondisi pengawetan lapisan polimer tinggi, kondisi anodisasi, dan kondisi penyegelan, dll.
Sebagai pendiri MachineMFG, saya telah mendedikasikan lebih dari satu dekade karier saya untuk industri pengerjaan logam. Pengalaman saya yang luas telah memungkinkan saya untuk menjadi ahli di bidang fabrikasi lembaran logam, permesinan, teknik mesin, dan peralatan mesin untuk logam. Saya terus berpikir, membaca, dan menulis tentang subjek-subjek ini, terus berusaha untuk tetap menjadi yang terdepan di bidang saya. Biarkan pengetahuan dan keahlian saya menjadi aset bagi bisnis Anda.
ID 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO 
TR